Сегодня официальная годовщина RepRap. В 3D Printing Industry мы отмечаем это событие серией интервью с теми, кто тесно связан с проектом. Если вы использовали настольный 3D-принтер FFF, есть вероятность, что проект RepRap повлиял на дизайн аппаратного или программного обеспечения.
«29 мая 2008 года в 14:00 по всемирному координированному времени Вик Олливер, Эд Селлс и Адриан Бойер собрали самый первый дочерний RepRap из родителя, который был изготовлен на запатентованном 3D-принтере». - Сайт RepRap.
Я задал доктору Адриану Бойеру несколько вопросов об истоках проекта RepRap, необходимости открытого исходного кода в 3D-печати и о том, что ждет отрасль в будущем.
Michael Petch: Итак, когда будет официальная годовщина RepRap? 29 мая - я уже видел несколько праздников?
Dr. Адриан Бойер:Идея RepRap пришла мне в голову в 2004 году, и впервые она появилась публично на веб-сайте Университета Бата в феврале того же года. Тем не менее, 10-я годовщина в этом году является важной - это годовщина первого RepRap, создавшего еще один RepRap: настолько близко, насколько машина может приблизиться к родам и, таким образом, к дню рождения.
Поскольку это особенная годовщина, мы подумали, что будем сопровождать ее несколькими предшествующими событиями и постами в социальных сетях.
Michael Petch: Как к вам пришла идея того, что станет проектом RepRap?
Dr. Адриан Бойер: Меня всегда восхищала идея создания искусственной самовоспроизводящейся машины. Это прямо уходит в детство. Оглядываясь назад, кажется, что это было вызвано тем, что я узнал о саморепликаторе Лайонела Пенроуза, сделанном из простых деревянных вырезов, когда мне было семь или восемь лет, но ретроспектива имеет низкую точность - это вполне может быть ложным воспоминанием. И позже, уже будучи взрослым инженером, у меня всегда был глубокий интерес к биологии. По сути, биология - это изучение вещей, которые копируют себя. Но мои научные исследования в Университете Бата были сосредоточены на математических и вычислительных методах, необходимых для представления сложных форм в системах автоматизированного проектирования.
Затем, на рубеже веков, британское правительство выделило моему университету большой грант на оборудование, и университет выделил мне часть этой суммы. Я купил две машины для 3D-печати - машину Stratasys Dimension FDM и машину 3D Systems Vanguard SLS. Впервые в жизни я мог собрать что-то в CAD-системе на компьютере передо мной, а через час уже было у меня в руках.
Это было полное освобождение. Я знал о 3D-печати с момента ее первого публичного выступления, которое было шуткой покойного Дэвида Джонса, написавшего от имени Дедала в New Scientist 3 октября 1974 года. Но знать о чем-то и реально использовать это, конечно, разные вещи.
Человечество наконец-то, решил я, создало производственную технологию, достаточно универсальную и компетентную, чтобы иметь шанс скопировать себя.
Майкл Петч: Расскажите мне о первых днях проекта?
Dr. Адриан Бойер: Все началось со меня и моего ученика Эда Селлса. На последнем курсе он выполнил свой проект по созданию 3D-печатных электрических схем, заставив Stratasys оставить каналы в отпечатках, которые впоследствии были заполнены металлом Филда. Это было основано на блестящей работе Джона Саргроува (ничего общего с 3D-печатью) сразу после Второй мировой войны. Мы думали, что схемы 3D-печати будут важны для RepRap.
Год спустя Эд защитил диссертацию по дизайну всей машины RepRap. Первая называлась Дарвин («Происхождение видов…»). В течение этого года я решил сделать все, что связано с проектом, с открытым исходным кодом. Моя первая причина этого заключалась в том, что я считал универсальную самовоспроизводящуюся производственную машину потенциальным промышленным разрушителем, и что - чтобы не допустить, чтобы она привела к увеличению имущественного неравенства, - я должен предоставить ее всем.
Через несколько минут после этой (нехарактерно благородной) мысли я понял, что она все равно должна быть с открытым исходным кодом: если вы защищаете ИС на самовоспроизводящейся машине, вы говорите миру: «Я хочу провести остаток своей жизни в суде, пытаясь помешать людям делать с моей машиной то, для чего она была предназначена». Я понял, что у меня есть дела поважнее, чем занять время.
Между прочим,Университет Бата был в порядке с моим RepRap с открытым исходным кодом, хотя начальник IP посмотрел на меня с легкой завистью, когда я сказал, что собираюсь это сделать. Надлежащим аспектом академической свободы является то, что отдельные ученые получают полный контроль над тем, как публикуется их работа, а раздача всех файлов RepRap означает, что я просто публикую свои результаты.
Учитывая, что я думал, что проект может превратиться во что-то значительное, я также считал, что обязан рассказать об этом миру, поэтому я попросил пресс-службу университета выпустить пресс-релиз RepRap. Это было подхвачено некоторыми известными изданиями, такими как The Guardian, New York Times, Hindustan Times, BBC и The Canadian Broadcasting Corporation. Вследствие этого, а также потому, что людям понравилась природа RepRap с открытым исходным кодом, многие люди писали мне по электронной почте, предлагая работать над проектом. Именно благодаря их работе RepRap стал таким успешным.
Раньше я хвастался, что руковожу крупнейшим в мире университетским исследовательским проектом с точки зрения численности персонала.
Майкл Петч: Каковы были некоторые из первых препятствий и прорывов?
Dr. Адриан Бойер: Я хотел бы иметь возможность сказать, что мы боролись с такими препятствиями, как оппозиция существующей индустрии и общественный цинизм; люди восхищаются повествованием о борьбе с гигантами. Но если честно, не было ни препятствий, ни противодействия.
Конечно, не все, что мы пробовали, работало. Но Эд, десятки добровольцев и я никогда не останавливались - всегда была альтернативная идея, физический принцип или программное решение от этих
добровольцев всякий раз, когда разработанная часть RepRap не работала. Случайно выбранные ранние прорывы были следующими:Вик Олливер (самый первый волонтер RepRap) придумал использовать PLA в процессе FFF - он был первым, кто предлагайте это где угодно. Получился практически идеальный пластик для 3D-печати: его можно было печатать на холодной поверхности, он не деформировался, а слои очень крепко спаивались друг с другом. Успех RepRap во всех отношениях был основан на механической прочности деталей, напечатанных из PLA.
Я сам придумал программную идею управления 3D-принтером с использованием многомерного алгоритма: цифровой дифференциальный анализатор (DDA), который рассматривал движение нити как еще одну ось машины, такую как X, Y и Z. Я сразу понял, что это тривиально распространяется на несколько нитей и позволит такие вещи, как пропорциональное смешивание, а также позволит легко приспосабливаться к динамике машины за счет ускорения и замедления ее масс, при этом экструзия нити автоматически выполняет правильная вещь из-за четырехмерного или более DDA. Это не потребовало дополнительных вычислительных усилий. Крису Палмеру пришла в голову идея использовать простой резистор для нагрева экструзионной головки машины, и он осознал необходимость короткой зоны плавления, достигаемой как за счет нагрева, так и за счет охлаждения. с теплоизолятором, составляющим часть сопла. У него и Эрика де Брейна также была идея перевернуть нить в конце участков печати, чтобы получить гораздо лучшую отделку (хотя коммерческие системы, возможно, уже сделали это в то время; они были проприетарными, поэтому мы не знали).
Одной из замечательных особенностей RepRap с открытым исходным кодом было то, что не было никаких секретов. Как только у кого-то возникала прорывная идея, какой бы сумасшедшей она ни была, она тут же попадала в блог.
Это дало два замечательных результата. Во-первых, он предотвратил патентование любой из этих идей, поскольку установил предшествующий уровень техники; и, во-вторых, идеи породили другие идеи в захватывающем фейерверке творчества.
Майкл Петч: Когда ты понял, что наткнулся на что-то большое?
Dr. Адриан Бойер: Я понял, что мы на пороге чего-то большого, когда Джозеф Пруса сделал свою сильно упрощенную версию дизайна Эда для RepRap II (которую мы назвали Mendel). Здесь был парень, о котором я никогда не слышал, который заставлял свой RepRap печатать больше RepRap для людей, и эти люди бросались друг на друга, чтобы заполучить их. Я понял, что проект больше не был просто интересным академическим исследованием (хотя и глобальным), а теперь вышел в мир и полностью вышел из-под моего или чьего-либо еще контроля.
(Кстати, о «Менделе»: все RepRap, которых я называю, я называю в честь умерших биологов. Как я уже сказал, биология - это изучение вещей, которые копируют себя.)
Michael Petch: Что вас удивило в развитии проекта?
Dr. Adrian Bowyer: В начале я думал, что проект либо бесследно пойдет ко дну, либо взорвется по всему миру. Это снова вернемся к биологии - саморепликаторы либо вымирают, либо растут в геометрической прогрессии; полумер не бывает. В отсутствие данных я присвоил каждому из этих исходов априорную вероятность 0,5. Несмотря на это трезвое, количественное и беспристрастное рассуждение, я должен признать, что есть другая часть меня, которая все еще поражена тем, что это действительно взорвалось глобально. Вот вам и человеческая нелогичность.
Michael Petch: Некоторая суета и недопонимание по поводу 3D-печати исходили от людей, включая политиков, которые считали, что 3D-принтеры будут использоваться для всевозможных гнусных целей. Я думаю, в прошлом вы могли сказать, что люди имеют тенденцию строить больше машин скорой помощи, чем танков с двигателем внутреннего сгорания, чтобы проиллюстрировать тот факт, что технологии редко являются злом по своей сути. Является ли этот этап 3D-печати отставанием от отрасли? Какие самые дикие недоразумения вы слышали?
Dr. Адриан Бойер: Было много шума по поводу напечатанного на 3D-принтере пистолета, когда он вышел (кстати, это был бесполезный пистолет; возможно, это лучший вид…). Это даже попало в эпизод телесериала «Хорошая жена».
Было меньше шума (хотя, к счастью, он был) по поводу 3D-печатных бионических замен конечностей Open Bionics для людей с ампутированными конечностями. Напечатанная на 3D-принтере рука, которая позволяет своему владельцу ловить мяч в полете, управляя рукой собственными нервами, - это действительно нечто. Эти два примера являются еще одним отголоском моего аргумента о танках и машинах скорой помощи, о котором вы упомянули. (извините) в общем. Мы эволюционировали, чтобы обращать больше внимания на плохие новости, чем на хорошие: если вы голодны, а в тени мангового дерева сидит тигр, для ваших потенциальных будущих детей важнее, чтобы вы боялись тигра, чем желали манго.. Но этот развитый приоритет не работает в мире, который люди почти полностью контролируют и доминируют - он делает нас излишне боязливыми и осторожными.
Майкл Петч: Что вы думаете о состоянии открытого исходного кода в 2018 году?
Dr. Адриан Бойер: Я уже упоминал Йозефа Прусу. Насколько я понимаю, Prusa Research поставляет больше 3D-принтеров, чем любая другая компания. И все они RepRap с открытым исходным кодом. Lulzbot - еще одна компания, выпускающая 3D-принтеры с открытым исходным кодом, основанная на технологии RepRap, и это еще не все. Я также упомянул Open Bionics и их 3D-печатные протезы рук. Как следует из названия компании, они тоже с открытым исходным кодом. Короче говоря, я думаю, что открытый исходный код становится все сильнее и сильнее.
Майкл Петч: Над чем вы сейчас работаете?
Dr. Адриан Бойер: Я работаю над новым дизайном RepRap Delta под названием Lorenz (ну, это было бы новшеством, если бы я мог найти больше времени, чтобы быстрее с ним справиться). На самом деле это еще один замечательный пример открытого исходного кода: я выложил частично готовые проекты Лоренца на Github, а другие люди заставили их работать до меня и создали для них группу в Facebook…My дочь Салли разрабатывает робота, напечатанного на 3D-принтере, в котором используются некоторые технологии, используемые в беспилотных автомобилях. Его диаметр составляет 200 миллиметров, и он питается от батареи, так что он не сможет вас переехать.
Она предполагает, что это будет учебный проект в школах - ученики смогут распечатать его, собрать, а затем поэкспериментировать с написанием алгоритмов управления самостоятельным вождением на основе машинного обучения. Она занимается первоначальным программным обеспечением и механическим проектированием, а я занимаюсь электроникой. Вскоре к нам приедет студент, который будет работать над этим. Конечно, это будет с открытым исходным кодом.
На заднем плане я разрабатываю небольшого садового робота, напечатанного на 3D-принтере, который будет ухаживать за участком земли для садоводов. Он будет пропалывать, поливать, избавляться от слизней и поощрять растения, которые хочет садовник. Он может даже обрабатывать почву и сажать семена. Но это еще не конец.
Майкл Петч: Чего сейчас не хватает 3D-печати, что бы вы хотели видеть
Dr. Адриан Бойер: Я думаю, что машины опережают программное обеспечение, управляющее ими. В частности, машины, работающие с несколькими материалами, нуждаются в улучшенной САПР для их поддержки, особенно для плавной и интуитивно понятной интеграции проектирования электронных схем и полностью трехмерных схем.
Это не новое явление для автоматизированных производственных станков: существуют формы, которые могут быть изготовлены на 5-осевых фрезерных станках, но которые невозможно спланировать для программного обеспечения, управляющего станками. Это не относится к 3D-печати из одного материала. Он и его управляющее программное обеспечение ограничены только физикой самой машины; ему можно приказать сделать все, на что он способен. Это одна из причин, по которой 3D-печать на сегодняшний день является нашей самой мощной производственной технологией. И мы можем создавать мультиматериалы с той же универсальностью, но недостаточно просто для дизайнеров. надежно с электроникой, пластиком, металлом и керамикой в одном отпечатке…
10-летие RepRap
Индустрия 3D-печати поделится дополнительными интервью с теми, кто участвовал в первые дни RepRap, а также с компаниями, которые продолжают применять принцип открытого исходного кода в своей работе.